Сжатия и разрежения воздуха
Звук в воздухе распространяется как продольная волна. Молекулы не летят от колонки до слушателя: они совершают небольшие движения вдоль направления распространения и передают соседям области повышенного и пониженного давления. Энергия и информация движутся на большое расстояние, тогда как среднее положение каждой порции воздуха меняется мало.
Частота и амплитуда отвечают за разное
Частота показывает, сколько циклов происходит за секунду, и связана с воспринимаемой высотой тона. Амплитуда давления связана с интенсивностью звука. Увеличение громкости усиливает колебательные силы, но не превращает их автоматически в постоянную тягу. Для направленного среднего эффекта нужна асимметрия потока или поверхности.
Почему поперечная картинка вводит в заблуждение
Звуковую волну часто рисуют синусоидой вверх и вниз. Такая линия показывает изменение давления или смещения во времени, а не траекторию молекул. В струне волна действительно может быть поперечной, потому что элементы струны движутся перпендикулярно её длине. В газе без сдвиговой жёсткости устойчивый объёмный звук имеет продольный характер.
Как резонатор усиливает локальное движение
Бутылка выбирает узкий диапазон частот и превращает небольшое изменение давления в сравнительно большой поток через горлышко. Это локальное усиление не создаёт энергию: её поставляет динамик. Резонатор лишь меняет распределение энергии между давлением внутри полости и скоростью воздуха в отверстии, после чего потери постепенно гасят колебание.
Видео опыта
Исходный эксперимент и его ход можно посмотреть в ролике канала «Наука в Действии».